JP7050098B2 - 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムに関する。

従来、自車両を合流先レーン上の車両の流れに合流させる車両用運転支援装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この車両用運転支援装置は、合流先レーン上の合流位置への自車両の到達時間と、合流先レーン上の車両間の合流候補空間の当該合流位置への到達時間との合流時間差を算出し、合流時間差が所定の第１基準時間未満である合流候補空間が検出された場合に、合流時間差の小さい順に視覚的に優先順位付けした合流候補空間の表示及び自車両の表示を含む合流位置付近の鳥瞰図を表示装置に表示させる。

特開２００９－２３０３７７号公報

しかしながら、上記の装置は、交通状況に応じた適切な合流を行うことができない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より交通状況に応じた適切な合流を行うことができる車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：車両制御装置は、自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する認識部と、前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成し、前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる合流制御部と、を備える車両制御装置である。

（２）：上記（１）の態様において、前記合流制御部は、前記第３車両が前記第２本線に車線変更する際に前記第４車両に干渉すると推定される場合、前記第１計画とは異なる第２計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記合流制御部は、前記自車両の位置および速度と前記第１車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両の相対関係に基づいて前記２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第１本線において前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成し、前記第３車両の位置および速度と前記第４車両の位置および速度との相対関係と、前記判定情報とに基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができるか否かを推定する。

（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記合流制御部は、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合において、前記第４車両の位置および速度と、前記第２本線に隣接する第３本線において前記第４車両の周辺を進行する第５車両の位置および速度と、の相対関係に基づいて、前記第４車両が前記第５車両に干渉せずに前記第３本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる。

（５）：上記（４）の態様において、前記合流制御部は、前記第４車両が前記第３本線に車線変更する際に前記第５車両に干渉すると推定される場合、前記第１計画とは異なる第２計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる。

（６）：上記（４）または（５）の態様において、前記合流制御部は、前記自車両が前記第１本線に車線変更することができるか否か、前記第３車両が前記第２本線に車線変更することができるか否か、および前記第４車両が前記第３本線に車線変更することができるか否かを、同一の２つの車両の相対関係に基づいて前記２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報に基づいて判定する。

（７）：この発明の一態様に係る車両制御方法は、コンピュータが、自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する処理と、前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理とを備える車両制御方法である。

（８）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する処理と、前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理とを実行させるプログラムである。

（１）－（９）によれば、車両制御装置は、第３車両が第４車両に干渉せずに第２本線に車線変更することができると推定される場合、自車両を第１車両の前方または後方に車線変更させる第１計画に基づいて、自車両を車線変更させることにより、より交通状況に応じた適切な合流を行うことができる。

（３）によれば、車両制御装置は、第１計画を生成するために用いる判定情報と、第３車両が第４車両に干渉せずに第２本線に車線変更することができるか否かを推定するための判定情報とが同じであるため、容易に第１計画を生成し、且つ第３車両が第４車両に干渉せずに第２本線に車線変更することができるか否かを推定することができる。

（４）または（５）によれば、車両制御装置は、第４車両が第５車両に干渉せずに第３本線に車線変更することができると推定される場合、第１計画に基づいて自車両を第１本線に車線変更させるため、より周辺の交通状況に応じた適切な合流を行うことができる。

（６）によれば、車両制御装置は、同一の判定情報を用いて、自車両が車線変更することにより周辺の車両が他の車両に干渉するか否かを容易に判定することができる。

実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。 第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。 第１場面を示す図である。 第２場面を示す図である。 第３場面を示す図である。 第４場面を示す図である。 所定の状態を含む判定情報を可視化したグラフを示す図である。 第１象限－第４象限における自車両Ｍと本線車両ｍＡとの関係を説明するための図である。 図７に示したグラフに基づく制御について説明するための図（その１）である。 図７に示したグラフに基づく制御について説明するための図（その２）である。 複数の本線車両が存在する場合の処理の一例について説明するための図である。 自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更する場面の一例について説明するための図である。 自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更する場面の一例について説明するための図である。 自動運転制御装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 自車両Ｍおよび本線車両の相対関係とグラフとの一例を示す図である。 自車両Ｍおよび本線車両の相対関係とグラフとの一例を示す図である。 自動運転制御装置１００が実行する処理の他の一例を説明するための図である。 実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。

［全体構成］
図１は、実施形態に係る車両制御装置を利用した車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、車両センサ４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Map Positioning Unit）６０と、運転操作子８０と、自動運転制御装置１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍ）の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの周辺に光（或いは光に近い波長の電磁波）を照射し、散乱光を測定する。ＬＩＤＡＲ１４は、発光から受光までの時間に基づいて、対象までの距離を検出する。照射される光は、例えば、パルス状のレーザー光である。ＬＩＤＡＲ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に取り付けられる。

物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御装置１００に出力する。物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４の検出結果をそのまま自動運転制御装置１００に出力してよい。車両システム１から物体認識装置１６が省略されてもよい。

通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

車両センサ４０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備える。ナビゲーション装置５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機５１は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ４０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路（以下、地図上経路）を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。地図上経路は、ＭＰＵ６０に出力される。ナビゲーション装置５０は、地図上経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置５０は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。

ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１を含み、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。第２地図情報６２は、通信装置２０が他装置と通信することにより、随時、アップデートされてよい。

運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一部または全部に出力される。

自動運転制御装置１００は、例えば、第１制御部１２０と、第２制御部１６０とを備える。第１制御部１２０と第２制御部１６０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体（非一過性の記憶媒体）がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。自動運転制御装置１００は「車両制御装置」の一例である。

図２は、第１制御部１２０および第２制御部１６０の機能構成図である。第１制御部１２０は、例えば、認識部１３０と、行動計画生成部１４０とを備える。第１制御部１２０は、例えば、ＡＩ（Artificial Intelligence；人工知能）による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件（パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある）に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。

認識部１３０は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびＬＩＤＡＲ１４から物体認識装置１６を介して入力された情報に基づいて、自車両Ｍの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Ｍの代表点（重心や駆動軸中心など）を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。

また、認識部１３０は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）を認識する。例えば、認識部１３０は、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部１３０は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界（道路境界）を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部１３０は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。

認識部１３０は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。認識部１３０は、例えば、自車両Ｍの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Ｍの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部１３０は、走行車線のいずれかの側端部（道路区画線または道路境界）に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。

認識部１３０は、自車両Ｍの位置および速度を認識する。認識部１３０は、自車両Ｍが合流路を進行している場合の、合流先である本線を進行する本線車両（以下、本線車両ｍＡ）の位置および速度を認識する。

行動計画生成部１４０は、原則的には推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自車両Ｍが自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Ｍの到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの自車両Ｍの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Ｍの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。

行動計画生成部１４０は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部１４０は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。

行動計画生成部１４０は、例えば、合流制御部１４２を含む。合流制御部１４２は、自車両Ｍの位置および速度と本線車両の位置および速度との相対関係に基づいて、合流先の本線において他の車両の前方または後方に自車両を車線変更させる第１計画を生成する。この処理の詳細については後述する。

相対関係は、例えば、自車両Ｍと本線車両との相対位置、および自車両Ｍと本線車両との相対速度が含む。相対関係は、例えば、自車両Ｍと本線車両ｍＡの干渉リスク（または干渉する影響度）を定量化するための指標を導出するための情報である。この指標は、自車両Ｍと本線車両との速度差や、自車両Ｍおよび本線車両の衝突余裕時間（Time to Collision；以下、ＴＴＣ）、自車両Ｍと本線車両との車頭時間（Time Headway；以下、ＴＨＷ）である。

第２制御部１６０は、行動計画生成部１４０によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

図２に戻り、第２制御部１６０は、例えば、取得部１６２と、速度制御部１６４と、操舵制御部１６６とを備える。取得部１６２は、行動計画生成部１４０により生成された目標軌道（軌道点）の情報を取得し、メモリ（不図示）に記憶させる。速度制御部１６４は、メモリに記憶された目標軌道に付随する速度要素に基づいて、走行駆動力出力装置２００またはブレーキ装置２１０を制御する。操舵制御部１６６は、メモリに記憶された目標軌道の曲がり具合に応じて、ステアリング装置２２０を制御する。速度制御部１６４および操舵制御部１６６の処理は、例えば、フィードフォワード制御とフィードバック制御との組み合わせにより実現される。一例として、操舵制御部１６６は、自車両Ｍの前方の道路の曲率に応じたフィードフォワード制御と、目標軌道からの乖離に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実行する。

走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）とを備える。ＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、第２制御部１６０から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、第２制御部１６０から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

［合流制御部の機能］
以下、合流制御部１４２の機能の詳細について説明する。合流制御部１４２は、自車両の位置および速度と、本線車両の位置および速度との相対関係に基づいて、自車両Ｍを本線車両ｍＡの前方に合流させるか、後方に合流させるか否かを決定する。

図３は、第１場面を示す図である。第１場面は時刻ｔ０の場面である。時刻ｔ０は、例えば、自車両Ｍの認識部１３０が本線車両ｍＡの位置や速度などを認識し始めたタイミングである。

図３の例では、図示の進行方向の矢印に沿って延在する本線（車線Ｌ２および車線Ｌ３）と、車線Ｌ２の進行方向に対して左側から合流する合流車線（車線Ｌ１）を示している。自車両Ｍは、ナビゲーション装置５０により設定された目的地までの経路に沿って自動運転が実行されており、車線Ｌ１を合流地点（或いは合流エリア、定義について後述）に向かって走行している。合流地点付近には停止線が存在せず、本線車両ｍＡは、車線Ｌ２を走行しているものとする。

車線Ｌ１と、本線である車線Ｌ２および車線Ｌ３は、合流地点よりも各車両の進行方向に関する手前側において、柵Ｆや分岐帯ＣＣ、ゼブラゾーン（導流帯）ＺＺなどにより区切られている。柵Ｆおよび分岐帯ＣＣは、車線Ｌ１と車線Ｌ２とを物理的に分断するものであるが、ゼブラゾーンＺＺは、道路面に描画されているものであり、車線Ｌ１と車線Ｌ２とを物理的に分断しない。柵Ｆは、車線Ｌ１と車線Ｌ２のうち一方の車線から他方の車線が視認できない程度の高さであってもよい。

合流地点は、車線Ｌ１と車線Ｌ２とが連結される地点であり、例えば、車線Ｌ１のソフトノーズＳＮからエンドノーズＥＮまでの領域を含む。自車両Ｍは、ソフトノーズＳＮからエンドノーズＥＮまでの領域を走行するまでに車線Ｌ２に合流する必要がある。自車両Ｍは、物理的に通過可能であっても、法規上交通が制限されるゼブラゾーンＺＺを通過して車線Ｌ２に合流することはないものとする。

合流制御部１４２は、例えば、自車両Ｍの基準位置（車頭、重心、前輪軸中心、後輪軸中心など）が分岐帯ＣＣに到達したタイミングから、自車両Ｍの基準位置がゼブラゾーンＺＺの終端であるソフトノーズＳＮに到達するタイミングまでの間に、本線車両ｍＡを選択する。合流制御部１４２は、例えば、車線Ｌ２を走行する複数の車両を認識した場合には、複数車両のうち自車両Ｍから近い車両、または自車両Ｍから近く、且つ、自車両Ｍよりも進行方向に関して後方に位置する車両を本線車両ｍＡとして選択する。これにより、合流制御部１４２は、自車両Ｍが本線車両ｍＡの前方または後方のどちらか好適な方を選択して、合流制御を行うことができる。

合流制御部１４２は、時刻ｔ０における、自車両Ｍの速度ＶＭ、自車両Ｍの位置、本線車両ｍＡの位置、および本線車両ｍＡの速度を取得する。

図３の例では、合流制御部１４２は、時刻ｔ０において、自車両Ｍの基準位置が、本線車両ｍＡの基準位置よりも進行方向に距離ｄ０だけ前方にあることを認識する。合流制御部１４２は、自車両Ｍの速度ＶＭと本線車両ｍＡの速度ＶｍＡから、自車両Ｍと本線車両ｍＡの相対速度を取得する。

図４は、第２場面を示す図である。第２場面は、時刻ｔ０よりも時間が進行した時刻ｔ１の場面である。合流制御部１４２は、時刻ｔ１における、自車両Ｍの速度ＶＭ、自車両Ｍの位置、本線車両ｍＡの位置、および本線車両ｍＡの速度を取得する。合流制御部１４２は、自車両Ｍの基準位置が、本線車両ｍＡの基準位置よりも進行方向に距離ｄ１だけ前方にあるという相対関係を検出する。

合流制御部１４２は、第２場面において、第１場面では明確に認識できなかった本線車両ｍＡの位置が継続的に認識可能になったため、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置より手前であり、且つ相対関係が所定の状態である場合、自車両Ｍの加減速制御により本線車両との相対関係を変化させるよう制御する。所定位置は、道路構造により定まる位置である。

「自車両Ｍの位置が所定位置より手前」とは、例えば、自車両Ｍが車線変更可能となる位置よりも手前であることであり、より具体的には、図３および図４に示すように自車両Ｍが法規上車線変更可能となる位置であるハードノーズＨＮから、ソフトノーズＳＮまでの間の位置である。

「相対関係が所定の状態を満たす」とは、例えば、自車両Ｍおよび本線車両ｍＡの相対的な位置の関係に基づく位置基準と、自車両Ｍおよび本線車両ｍＡの相対的な速度の関係に基づく速度基準とが所定の状態を満たすことが含まれる。「相対関係が所定の状態を満たす」とは、自車両Ｍおよび本線車両ｍＡの干渉リスクを定量化する指標が所定の状態を示すことである。具体的には、自車両Ｍおよび本線車両ｍＡのＴＴＣや、自車両Ｍの速度と本線車両ｍＡとの速度差、自車両Ｍと本線車両ｍＡとのＴＨＷのうち一以上の要素が所定の状態であることを含む。所定の状態の詳細については後述する。

「自車両Ｍの加減速制御により本線車両との相対関係を変化させる」とは、自車両Ｍが減速することで本線車両ｍＡの後方に合流することや、自車両Ｍが更に加速することで本線車両ｍＡよりも前方に合流することなどが含まれる。

合流制御部１４２は、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置以降であり、且つ相対関係が所定の状態を満たす場合、自車両Ｍの加速制御を抑制し、自車両Ｍの減速制御により本線車両ｍＡの後方への合流制御を行う。

［車両の走行軌道例］
図５は、第３場面を示す図である。第３場面は、時刻ｔ１よりも時間が進行した時刻ｔ２の場面である。合流制御部１４２による制御に基づく自車両Ｍの走行軌道の一例を説明するための図である。以下の説明において、図５に示す自車両Ｍが本線車両ｍＡの前方に合流する例を「ケースａ」と称する。

図５の場面において、例えば、合流制御部１４２は、時刻ｔ１よりも所定時間経過後の時刻ｔ２において、自車両Ｍの速度ＶＭが本線車両ｍＡの速度ＶｍＡよりも相対的に速く、自車両Ｍの基準位置が本線車両ｍＡの基準位置よりも進行方向に距離ｄａだけ前方にあるという相対関係を取得する。合流制御部１４２は、取得した相対関係に基づいて、自車両Ｍを本線車両ｍＡの前方に合流させると決定する。

行動計画生成部１４０は、合流制御部１４２による決定結果に基づいて目標軌道Ｋａを生成する。合流制御部１４２は、必要に応じて自車両Ｍを加速制御する。合流制御完了時の自車両Ｍおよび本線車両ｍＡの位置の一例を、図中の破線（Ｍ（ａ）およびｍＡ（ａ））で示す。

図６は、第４場面を示す図である。第４場面は、前述した図５の第３場面とは異なる場面の時刻ｔ２を示す場面である。以下の説明において、図６に示す自車両Ｍが本線車両ｍＡの方向に合流する例を「ケースｂ」と称する。

例えば、合流制御部１４２は、時刻ｔ２において、自車両Ｍの速度ＶＭが本線車両ｍＡの速度ＶｍＡよりも相対的に遅く、自車両Ｍの基準位置が本線車両ｍＡの基準位置よりも進行方向に距離ｄｂだけ前方にあることを認識する。距離ｄｂは、前述した図５に示す距離ｄａよりも短い距離であってもよいし、本線車両ｍＡの基準位置の方が、自車両Ｍの基準位置よりも進行方向前方に位置する距離であってもよい。合流制御部１４２は、相対関係に基づいて、自車両Ｍを本線車両ｍＡの後方に合流させると決定する。

行動計画生成部１４０は、合流制御部１４２による決定結果に基づいて目標軌道Ｋｂを生成する。合流制御部１４２は、必要に応じて自車両Ｍを加速制御する。合流制御完了時の自車両Ｍおよび本線車両ｍＡの位置の一例を、図中の破線（Ｍ（ｂ）およびｍＡ（ｂ））で示す。

［所定の状態について］
「所定の状態を満たす」とは、例えば、（合流制御部１４２が自車両Ｍと本線車両ｍＡとの相対関係を得た時点または所定位置の手前において）自車両Ｍの基準位置が、本線車両ｍＡの基準位置よりも進行方向の前または後の所定距離以内に位置していることと、以下に示す自車両Ｍと本線車両ｍＡとの相対関係が、図７に示す所定の領域（領域Ａ１－領域Ａ５、または破線Ｄ１－Ｄ４で囲まれた領域）に含まれることとの双方が成立することである。すなわち、所定の状態を満たすとは、自車両Ｍが車線変更すると本線車両ｍＡと干渉すると推定されること、または自車両Ｍが車線変更すると本線車両ｍＡに影響を及ぼすと推定されること。干渉すると推定される、または影響を及ぼすと推定されるとは、自車両Ｍの車線変更による挙動によって本線車両ｍＡが所定度合以上の加速をしたり、所定度合以上の減速をしたり、自車両Ｍが車線変更しない場合の挙動とは異なる挙動を示すと推定されることである。

図７は、所定の状態を含む判定情報を可視化したグラフを示す図である。合流制御部１４２は、判定情報を用いて対象の車両が所定の状態であるか否かを判定する。図７に示すグラフは、縦軸を速度差、横軸をＴＨＷとして、自車両Ｍと本線車両ｍＡとの相対関係を速度差およびＴＨＷの２軸により構成される座標系を用いて表現するものである。図７に示すグラフは、２つの車両の相対関係に基づいて２つの車両が干渉する基準（自車両Ｍの車線変更が本線車両に影響する影響度）が関連付けられた「判定情報」の一例である。以下、２つの車両の相対関係を単に「相対関係」と称する場合がある。

速度差は、例えば、本線車両ｍＡの速度と自車両Ｍの速度との差であり、本線車両ｍＡの速度から自車両Ｍの速度を減算した値に基づいて導出される指標である。速度差が正の値である場合、本線車両ｍＡの速度が、自車両Ｍの速度よりも大きい。速度差が負の値である場合、本線車両ｍＡの速度が、自車両Ｍの速度よりも小さい。ＴＨＷが正の値である場合、本線車両ｍＡが自車両Ｍの前方を走行している。ＴＨＷが負の値である場合、本線車両ｍＡが自車両Ｍの後方を走行している。図７に示すグラフは、例えば自車両Ｍの位置が所定位置よりも手前である場合に適用されるものである。

図７に対応する第１象限－第４象限における自車両Ｍと本線車両ｍＡとの関係は、図８に示す関係である。
第１象限：本線車両ｍＡが自車両Ｍの前方を走行し、本線車両ｍＡの速度は自車両Ｍの速度よりも速い。
第２象限：自車両Ｍが本線車両ｍＡの前方を走行し、本線車両ｍＡの速度は自車両Ｍの速度よりも速い。
第３象限：自車両Ｍが本線車両ｍＡの前方を走行し、自車両Ｍの速度は本線車両ｍＡの速度よりも速い。
第４象限：本線車両ｍＡが自車両Ｍの前方を走行し、自車両Ｍの速度は本線車両ｍＡの速度よりも速い。

例えば、前述した図７または図８の縦軸および横軸の交点を基準として、相対関係が縦軸正方向に位置する場合、自車両Ｍは本線車両ｍＡの後方に合流すると選択しやすくなる傾向を持つことを示し、相対関係が縦軸負方向に位置する場合、自車両Ｍが本線車両ｍＡよりも前方に合流すると選択しやすくなる傾向を持つことを示す。

合流制御部１４２は、例えば、自車両Ｍと本線車両ｍＡの速度差およびＴＨＷが、前述した図７のグラフの領域Ａ１～Ａ５の内部に位置する場合に、所定の状態を満たすと判定する。領域Ａ１～Ａ５は、自車両Ｍおよび本線車両ｍＡがそのままの速度で走行した場合、合流地点で両者が干渉する可能性が高いことを示す領域であるため、相対関係が領域Ａ１～Ａ５内に存在する場合には、その状況を自車両Ｍの加減速により解消することが好ましい。

例えば、領域Ａ２では、本線車両ｍＡが自車両Ｍの後方に存在し、本線車両ｍＡの速度が自車両Ｍの速度よりも速いため、所定位置から合流地点までの間、この状態が継続された場合、本線車両ｍＡが自車両Ｍに追いつき干渉する可能性が高い。例えば、領域Ａ３では、自車両Ｍが本線車両ｍＡの後方に存在し、自車両Ｍの速度が本線車両ｍＡの速度よりも速いため、所定位置から合流地点までの間、この状態が継続された場合、自車両Ｍが本線車両ｍＡに追いつき干渉する可能性が高い。「所定の状態を満たす」とは、図７に示すグラフにおいて「自車両Ｍと本線車両ｍＡの速度差およびＴＨＷにより導出される座標が、領域Ａ１～Ａ５の領域（または後述する破線Ｄ１－Ｄ５に囲まれた領域内）に位置する」ことである。

図７に示す領域Ａ２、Ａ３およびＡ５の傾きは、例えば、ＴＨＷの１変化すると、速度差が４程度変化する傾きである。自車両Ｍが本線車両ｍＡの前方に合流することよりも、本線車両ｍＡの後方に合流しやすくすることを合流制御部１４２が優先的に選択しやすくするため、領域Ａ２、Ａ３およびＡ５には上記の傾きが設定されている。領域Ａ１～Ａ５の大きさや、領域Ａ２、Ａ３およびＡ５の傾きは、自車両Ｍの性能や、自車両Ｍの乗員の設定などに応じて設定可能であってもよい。

領域Ａ１～Ａ５の境界線は、相対関係の閾値を示すものである。合流制御部１４２は、相対関係が領域Ａ１～Ａ５の内側に該当する場合、領域Ａ１～Ａ５の外側であり、且つ破線Ｄ１～Ｄ４が示す目標値または目標値の外側の位置に移動するように自車両Ｍの加減速を制御する。

合流制御部１４２は、加速または減速によって相対関係を変更できる場合、領域Ａ１～Ａ５のいずれに該当するかによって、加速または減速のどちらにより相対関係を変更するかを決定する。図９は、図７に示したグラフに基づいて、合流制御部１４２が加速または減速のどちらにより相対関係を変更するかを決定する具体例を説明するための図である。

［加速制御例］
例えば、相対関係が領域Ａ１内の点（図９に例示した点Ｐ１）である場合、合流制御部１４２は、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置より手前であり、且つ所定の状態を満たすため、自車両Ｍの加減速制御により本線車両ｍＡとの相対関係を変化させ、相対関係が目標値を示す破線Ｄ３の線上の点（または点Ｐ１を起点として破線Ｄ３を超えた位置の点であり、例えば、図９に例示した点ＮＰ１）になるように、自車両Ｍを加速させる制御を行う。

例えば、相対関係が領域Ａ２内の点である場合、合流制御部１４２は、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置より手前であり、且つ所定の状態を満たすため、自車両Ｍの加減速制御により本線車両ｍＡとの相対関係を変化させるよう、相対関係が目標値を示す破線Ｄ４の線上の点（または領域Ａ２内の点を起点として破線Ｄ４を超えた位置の点）になるように、自車両Ｍを加速させる制御を行う。

〔減速制御例〕
例えば、相対関係が領域Ａ３内の点（図１０に例示した点Ｐ３）である場合、合流制御部１４２は、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置より手前であり、且つ所定の状態を満たすため、自車両Ｍの加速制御を抑制して、相対関係が目標値を示す破線Ｄ２の線上の点（または点Ｐ３を起点として破線Ｄ２を超えた位置の点であり、例えば、図１０に例示した点ＮＰ３）になるように、自車両Ｍを減速させる制御を行う。

合流制御部１４２は、速度差が負の値である場合（図示のように相対関係が領域Ａ３内の点Ｐ３である場合）であっても、加速制御は行わず、減速制御を行う。これは、図１０に示す状態における速度差およびＴＨＷが０に近い場合に自車両Ｍの速度ＶＭを本線車両ｍＡの速度Ｖｍａよりも速くして合流制御を行うとすると自車両Ｍの加速負荷が大きくなることから、自車両Ｍの速度ＶＭを本線車両ｍＡの速度ＶｍＡを大きく上回るように加速するよりも、自車両Ｍを減速させた方が自車両Ｍの駆動源に大きな負荷をかけることがなく、好適な走行が継続できるためである。また、速度差が大きく負の値、ＴＨＷが大きく正の値である領域では図１０に示す状態における本線車両ｍＡの位置が比較的エンドノーズＥＮに近い状態であることから、自車両Ｍの速度ＶＭを本線車両ｍＡの速度ＶｍＡを大きく上回るように加速するよりも、自車両Ｍを減速させた方が自車両Ｍの駆動源に大きな負荷をかけることがなく、好適な走行が継続できるためである。

例えば、相対関係が領域Ａ４内の点である場合、合流制御部１４２は、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置より手前であり、且つ所定の状態を満たすため、自車両Ｍの加速制御を抑制して、相対関係が目標値を示す破線Ｄ１の線上の点（または領域Ａ４内の点を起点として破線Ｄ１を超えた位置の点）になるように、自車両Ｍを減速させる制御を行う。

例えば、相対関係が領域Ａ５内の点である場合、合流制御部１４２は、本線である車線Ｌ２への合流路上の進行方向に関する自車両Ｍの位置が所定位置より手前であり、且つ所定の状態を満たすため、自車両Ｍの加速制御を抑制して、相対関係が目標値を示す破線Ｄ１の線上の点（または領域Ａ５内の点を起点として破線Ｄ１を超えた位置の点）になるように、自車両Ｍを減速させる制御を行う。

上記のように、自動運転制御装置１００は、本線に合流する際に自車両Ｍが本線車両ｍＡと干渉する可能性が存在する場合、自車両Ｍの加減速を制御して、自車両Ｍが本線車両ｍＡと干渉しないように自車両Ｍを制御することができる。この結果、より交通状況に応じた適切な合流を行うことができる。

［複数の本線車両が存在する場合の処理］
合流制御部１４２は、第１計画に基づいて自車両Ｍが第１本線に車線変更したと想定した場合に、自車両Ｍの後方に存在する第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、第１本線に隣接する第２本線において第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度とに基づいて、第３車両が第４車両に干渉せずに第２本線に車線変更することができると推定される場合、第１計画に基づいて自車両を前記第１本線に車線変更させる。

図１１は、複数の本線車両が存在する場合の処理の一例について説明するための図である。図１１の例では、本線である車線Ｌ２－Ｌ４が存在している。車線Ｌ４は、車線Ｌ３に隣接する車線である。本線車両ａおよび本線車両ｂが車線Ｌ２を走行している。本線車両ｃおよび本線車両ｄが車線Ｌ３を走行している。本線車両ｅおよび本線車両ｆが車線Ｌ４を走行している。進行方向に関して本線車両ｂ、本線車両ｄ、本線車両ｆ、自車両Ｍ、本線車両ａ、本線車両ｃ、本線車両ｅの順で存在している。以下、本線車両ａと本線車両ｂとの間の領域を第１領域ＡＲ１、本線車両ｃと本線車両ｄとの間の領域を第２領域ＡＲ２、本線車両ｅと本線車両ｆとの間の領域を第３領域ＡＲ３と称する場合がある。

本線車両ａは「第１車両」、または「第３車両」の一例である。本線車両ｃは「第４車両」の一例である。本線車両ｅは「第５車両」の一例である。車線Ｌ１は「合流路」の一例である。車線Ｌ２は「第１本線」の一例である。車線Ｌ３は「第２本線」の一例である。車線Ｌ４は「第３本線」の一例である。

自動運転制御装置１００は、自車両Ｍが第１領域ＡＲ１に車線変更した場合における自車両Ｍの挙動が本線車両ａに与える影響度、本線車両ａが第２領域ＡＲ２に車線変更した場合における本線車両ｃに与える影響度、および本線車両ｃが第３領域ＡＲ３に車線変更した場合における本線車両ｅに与える影響度を、判定情報に基づいて導出する。これらの影響度が、所定度合未満である場合、自車両Ｍは車線変更を行う。すなわち、自車両Ｍが車線変更したと想定した場合に、自車両Ｍが本線車両ａに干渉せずに第１領域ＡＲ１に車線変更ができると推定され、本線車両ａが本線車両ｃに干渉せずに第２領域ＡＲ２に車線変更ができると推定され、本線車両ｃが本線車両ｅに干渉せずに第３領域ＡＲ３に車線変更ができると推定される場合、自車両Ｍは第１領域ＡＲ１に車線変更する。

影響度とは、例えば、前述した図７において、車線変更する車両と車線変更先の車両との相対関係がプロットされる位置に基づいて得られる。影響度が所定の度合未満とは、車両が車線変更した場合に車線変更先の車両が減速または加速する度合が所定の度合未満であることである。例えば、相対関係を前述した図７のグラフにプロットした場合、プロットした位置が、前述した図７の領域Ａ１－Ａ５のうちいずれかの領域（または破線Ｄ１－Ｄ４に囲まれた領域）に含まれる場合、影響度が所定の度合を超え、プロットした位置が、前述した図７の領域Ａ１－Ａ５のうちいずれかの領域に含まれない場合、影響度が所定の度合未満である。また、影響度が所定の度合未満とは、対象の２つの車両が干渉しないと推定されるとも言い換えられる。

上記のように、合流制御部１４２は、自車両Ｍが本線Ｌ２に車線変更することができるか否か、本線車両ａが本線Ｌ３に車線変更することができるか否か、および本線車両ｃが本線Ｌ４に車線変更することができるか否かを、同一の２つの車両の相対関係に基づいて２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報を用いて判定する。合流制御部１４２は、簡易、且つ処理負荷を軽減しつつ自車両Ｍの車線変更が本線車両の走行に影響を与えないように自車両Ｍを車線変更させることができる。

図１２は、自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更する場面の一例について説明するための図である。図１２に示すように、自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更する場合において、自車両Ｍが本線車両ａの走行に影響を与えずに、本線車両ａおよび本線車両ｃが隣接する車線に車線変更する場合に隣接する車線を走行する車両に影響を与えない場合、自車両Ｍは車線Ｌ２に車線変更する。

図１３は、自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更する場面の一例について説明するための図である。図１３に示すように、自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更すると想定した場合において、自車両Ｍが本線車両ａの走行に影響を与えると推定される場合、図１３に示すように自車両Ｍは車線Ｌ２に車線変更せずに、例えば、本線車両ａの後方において車線変更する。

例えば、自車両Ｍが車線Ｌ２に車線変更すると想定した場合において、自車両Ｍが本線車両ａの走行に影響を与えないが、本線車両ａの車線変更によって本線車両ｃの走行に影響を与えると推定される場合、自車両Ｍは車線Ｌ２に車線変更せずに、例えば、本線車両ａの後方において車線変更する。例えば、本線車両ｃが車線変更すると想定した場合、本線車両ｅと干渉する可能性がある場合、自車両Ｍの車線変更が本線車両の走行に影響を与えると推定される。

［フローチャート］
図１４は、自動運転制御装置１００により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、例えば、自車両Ｍが本線車両を認識可能になりソフトノーズＳＮから所定距離手前に到達した際に実行される処理である。

まず、認識部１３０が、本線に存在する本線車両の位置と速度とを認識する（ステップＳ１００）。次に、合流制御部１４２が、ステップＳ１００の認識結果に基づいて、ターゲット領域を決定する（ステップＳ１０２）。ターゲット領域は、自車両Ｍが車線変更する予定の領域（例えば第１領域ＡＲ１）である。次に、合流制御部１４２は、ターゲット領域に自車両Ｍが車線変更した場合に、所定度合以上、本線車両に影響を与えるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

所定度合以上、本線車両に影響を与えないと判定した場合、合流制御部１４２は、決定したターゲット領域に自車両Ｍを車線変更させる（ステップＳ１０６）。所定度合以上、本線車両に影響を与えると判定した場合、合流制御部１４２は、本線車両に影響を与えないと推定されるターゲット領域を決定する（ステップＳ１０８）。次に、合流制御部１４２は、ステップＳ１０８で決定したターゲット領域に自車両Ｍを車線変更させる（ステップＳ１１０）。合流制御部１４２は、第１計画とは異なる第２計画を生成し、第２計画に基づいて自車両Ｍを本線に車線変更させる。第２計画は、例えば、自車両Ｍが本線車両ａの後方に車線変更する計画や、自車両Ｍが本線車両ａから所定距離以上離れて、本線車両ａについて相対関係を比較する対象外の車両とする計画である。これにより、本フローチャートの１ルーチンの処理が終了する。

上述した処理のように、合流制御部１４２は、自車両Ｍが車線変更した場合における本線車両への影響を加味して、車線変更する領域を決定することにより、より交通状況に応じた適切な合流を行うことができる。

図１５は、自車両Ｍおよび本線車両の相対関係とグラフとの一例を示す図である。図１５の相対関係は、図１１の自車両Ｍおよび本線車両の相対関係を示している。自車両Ｍは、本線車両ａの前方に存在し、自車両Ｍの速度は、本線車両ａの速度よりも速い。すなわち、自車両Ｍは、本線車両ａとの相対関係において第３象限に関連付けられる。本線車両ａは、本線車両ｃの前方に存在し、本線車両ａの速度は、本線車両ｃの速度よりも速い。すなわち、本線車両ａは、本線車両ｃとの相対関係において第３象限に関連付けられる。本線車両ｃは、本線車両ｅの前方に存在し、本線車両ｃの速度は、本線車両ｅの速度よりも速い。すなわち、本線車両ｃは、本線車両ｅとの相対関係において第３象限に関連付けられる。

上記のように、自車両Ｍ、本線車両ａ、および本線車両ｃは、第３象限に関連付けられ、自車両Ｍ、本線車両ａ、および本線車両ｃのそれぞれは、対象車両の前方の領域に車線変更が可能であると推定されるため、自車両Ｍは、本線車両ａの前方に進入するように車線変更を行う。すなわち、自車両Ｍの車線変更は、本線車両の走行に影響しないため、自車両Ｍは車線変更が可能である。

図１６は、自車両Ｍおよび本線車両の相対関係とグラフとの一例を示す図である。図１６の相対関係は、図１３の自車両Ｍおよび本線車両の相対関係を示している。自車両Ｍは、本線車両ａの前方に存在し、自車両Ｍの速度は、本線車両ａの速度よりも速い。すなわち、自車両Ｍは、本線車両ａとの相対関係において第３象限に関連付けられる。しかしながら、本線車両ａは、本線車両ｃと幅方向に関して、重なる位置に存在し、本線車両ａの速度と、本線車両ｃの速度とは略同じ速度である。すなわち、本線車両ａは、本線車両ｃとの相対関係において領域Ａ４に関連付けられる。

上記のように、自車両Ｍが車線変更することにより、本線車両ａが車線変更を行うと、本線車両ａは本線車両ｃと干渉するため、自車両Ｍは、本線車両ａの前方に進入するように車線変更を行わない。この場合、例えば、自車両Ｍは、減速して本線車両の後方に位置して（自車両Ｍの位置と速度とが第１象限になるように制御して）車線変更する。この結果、より交通状況に応じた適切な合流を行うことができる。

図１７は、自動運転制御装置１００が実行する処理の他の一例を説明するための図である。例えば、図１７に示すように、自車両Ｍの速度と位置との関係が、領域Ａ１～Ａ５の内側、または破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域に含まれる場合、自動運転制御装置１００は、自車両Ｍの速度と位置との関係を、領域Ａ１～Ａ５の外側、または破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域外に移動させる。そして、自動運転制御装置１００は、この状態で自車両Ｍを本線に車線変更させた場合における自車両Ｍが本線車両に与える影響度に基づいて、本線車両の前方または後方に車線変更するか否かを決定してもよい。

具体的には、自車両Ｍの速度と位置との関係が、破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域内の位置Ｐ４である場合、自動運転制御装置１００は、自車両Ｍの速度と位置との関係を破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域外の位置ＮＰ４である状態を想定する。そして、自動運転制御装置１００は、想定した状態で自車両Ｍの車線変更の影響が本線車両に影響しない場合、自車両Ｍを加速させて、自車両Ｍの速度と位置との関係を第３象限に移動させて車線変更を行ってもよい。ただし、自車両ＭがソフトノーズＳＮ（またはエンドノーズＥＮの手前の特定の位置）に到達するまでに自車両Ｍの速度と位置との関係が第３象限に移動することが可能なことが条件である。

自車両Ｍの速度と位置との関係が、領域Ａ３内の位置Ｐ５である場合、自動運転制御装置１００は、自車両Ｍの速度と位置との関係を破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域外の位置ＮＰ５である状態を想定する。そして、自動運転制御装置１００は、想定した状態で自車両Ｍの車線変更の影響が本線車両に影響しない場合、自車両Ｍを減速させて、自車両Ｍの速度と位置との関係を第１象限に移動させて車線変更を行う。ただし、自車両ＭがソフトノーズＳＮ（またはエンドノーズＥＮの手前の特定の位置）に到達するまでに自車両Ｍの速度と位置との関係が第１象限に移動することが可能なことが条件である。

上記のように、自動運転制御装置１００は、自車両Ｍの位置と速度との関係が破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域内に存在する場合、自車両Ｍの位置と速度との関係が破線Ｄ１～Ｄ４で囲まれた領域外に存在する場合を想定して、本線車両に影響を与えずに自車両Ｍが本線に車線変更することができるか否かを判定する。本線車両に影響を与えずに自車両Ｍが本線に車線変更することができる場合、自動運転制御装置１００は、自車両Ｍを本線に車線変更させる。この結果、自車両Ｍは、より滑らか車線変更を行うことができる。

以上説明した変形例の実施形態によれば、自動運転制御装置１００が、第１計画に基づいて自車両が第１本線に車線変更したと想定した場合において、本線車両が車線変更した場合の干渉度合に基づいて自車両を第１本線に車線変更させるため、より交通状況に応じた適切な合流を行うことができる。

［ハードウェア構成］
図１８は、実施形態の自動運転制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、自動運転制御装置１００は、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００－３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００－１は、自動運転制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００－５には、ＣＰＵ１００－２が実行するプログラム１００－５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開されて、ＣＰＵ１００－２によって実行される。これによって、第１制御部１２０、第２制御部１６０、およびこれらに含まれる機能部のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する処理と、
前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、
前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度とに基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理と、
を実行するように構成されている、車両制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１‥車両システム、１００‥自動運転制御装置、１２０‥第１制御部、１３０‥認識部、１４０‥行動計画生成部、１４２‥合流制御部、１６０‥第２制御部

Claims (8)

1. 自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する認識部と、
   前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成し、
   前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる合流制御部と、を備え、
   前記合流制御部は、
   前記自車両の位置および速度と前記第１車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両である前記自車両および前記第１車両の相対関係に基づいて当該２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第１本線において前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成し、
   前記第３車両の位置および速度と前記第４車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両である前記第３車両および前記第４車両の相対関係に基づいて当該２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができるか否かを推定する、
   車両制御装置。
2. 自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する認識部と、
   前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成し、
   前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる合流制御部と、を備え、
   前記合流制御部は、
   前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合において、前記第４車両の位置および速度と、前記第２本線に隣接する第３本線において前記第４車両の周辺を進行する第５車両の位置および速度と、の相対関係に基づいて、前記第４車両が前記第５車両に干渉せずに前記第３本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる、
   車両制御装置。
3. 前記合流制御部は、
   前記第４車両が前記第３本線に車線変更する際に前記第５車両に干渉すると推定される場合、前記第１計画とは異なる第２計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる、
   請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記合流制御部は、
   前記自車両が前記第１本線に車線変更することができるか否かを前記自車両および前記第３車両の相対関係と前記自車両および前記第３車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報とに基づいて判定し、
   前記第３車両が前記第２本線に車線変更することができるか否かを前記第３車両および前記第４車両の相対関係と前記第３車両および前記第４車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報とに基づいて判定し、
   前記第４車両が前記第３本線に車線変更することができるか否かを前記第４車両および前記第５車両の相対関係と前記第４車両および前記第５車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報とに基づいて判定する、
   請求項２または３に記載の車両制御装置。
5. 前記合流制御部は、
   前記第３車両が前記第２本線に車線変更する際に前記第４車両に干渉すると推定される場合、前記第１計画とは異なる第２計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. コンピュータが、
   自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する処理と、
   前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、
   前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理と、
   前記自車両の位置および速度と前記第１車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両である前記自車両および前記第１車両の相対関係に基づいて当該２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第１本線において前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、
   前記第３車両の位置および速度と前記第４車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両である前記第３車両および前記第４車両の相対関係に基づいて当該２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができるか否かを推定する処理と、
   を実行する車両制御方法。
7. コンピュータに、
   自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する処理と、
   前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、
   前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理と、
   前記自車両の位置および速度と前記第１車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両である前記自車両および前記第１車両の相対関係に基づいて当該２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第１本線において前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、
   前記第３車両の位置および速度と前記第４車両の位置および速度との相対関係と、２つの車両である前記第３車両および前記第４車両の相対関係に基づいて当該２つの車両が干渉する基準が関連付けられた判定情報と、に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができるか否かを推定する処理と、
   を実行させるプログラム。
8. コンピュータが、
   自車両が合流路を進行している場合に前記合流路の合流先の本線に含まれる車線を進行する車両の位置および速度を認識する処理と、
   前記自車両の位置および速度と前記本線の前記合流路に最も近い第１本線を進行する第１車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第１車両の前方または後方に前記自車両を車線変更させる第１計画を生成する処理と、
   前記第１計画に基づいて前記自車両が前記第１本線に車線変更したと想定した場合に、前記自車両の後方に存在する前記第１車両または第２車両である第３車両の位置および速度と、前記第１本線に隣接する第２本線において前記第３車両の周辺を進行する第４車両の位置および速度との相対関係に基づいて、前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理と、
   前記第３車両が前記第４車両に干渉せずに前記第２本線に車線変更することができると推定される場合において、前記第４車両の位置および速度と、前記第２本線に隣接する第３本線において前記第４車両の周辺を進行する第５車両の位置および速度と、の相対関係に基づいて、前記第４車両が前記第５車両に干渉せずに前記第３本線に車線変更することができると推定される場合、前記第１計画に基づいて前記自車両を前記第１本線に車線変更させる処理と、
   を実行する車両制御方法。

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